JP2008298536A - 接続検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの接続検知用信号の電圧で複数のコネクタ接続状態を同時に検知することができる接続検知装置を提供する。
【解決手段】制御基板１には、複数のコネクタ３〜７が実装されている。制御基板１および各負荷は複数の束線によってそれぞれ接続される。束線２５の一方の端部には、コネクタ３に嵌合される電線用コネクタ２６が設けられ、他方の端部には、負荷２０に実装されたコネクタ２３に嵌合される電線用コネクタ２７が設けられている。束線２５の中には、接続検知用信号線２５ａが含まれており、各接続検知用信号線に繋がる制御基板１内の信号線１２は、プルアップ用の抵抗器ｒを介して電源１８に接続されている。信号線１２の検知電圧ＶｄｅｔはＡ／Ｄポート１９に入力され、デジタル値に変換される。ＣＰＵ１７は、検知電圧Ｖｄｅｔのデジタル値を基にコネクタ接続状態を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタ同士の接続状態を検知する接続検知装置に関する。

図８は従来の接続検知装置の構成を示す図である。ハウジングに実装された制御基板５０７には、コネクタ５０１が設けられている。また、ハウジングに実装された負荷５０６には、コネクタ５０５が設けられている。コネクタ５０１には、ハーネス５０３の一端に設けられたコネクタ５０２が嵌合され、コネクタ５０５には、ハーネス５０３の他端に設けられたコネクタ５０４が嵌合されている。制御基板５０７および負荷５０６はハーネス３を介して接続された状態にある。

ハーネス５０３には、コネクタ間の接続状態によって変化する信号（接続検知用信号）を伝達する信号線５０３ａが設けられている。制御基板５０７には、信号線５０３ａの一端に対応する、基板上のパターン（信号線）５０９が入力されるポート５０８が設けられている。制御基板５０７では、ポート５０８に入力されるパターン（信号線）５０９の一端がプルアップ用の抵抗器ｒ８を介して電源に接続されている。また、負荷５０６には、信号線５０３ａの他端に繋がる低電位信号線５０６ａがＧＮＤに接続（接地）されている。

このような構成を有する接続検知装置は、ポート５０８に入力されるパターン（信号線）５０９の電圧がＬレベルであるかＨレベルであるかによって、コネクタ接続（装着）状態が正常であるか異常であるかを判定する。

図９は接続検知動作手順を示すフローチャートである。電源が投入されると、電源電圧Ｖｃｃおよび０Ｖの電圧が制御基板５０７および負荷５０６に供給される（ステップＳ１０１）。そして、ポート５０８に入力される信号線５０９の電圧が検知される（ステップＳ１０２）。この電圧検知では、コネクタ５０２、５０４がそれぞれコネクタ５０１、５０５に接続されている場合、パターン（信号線）５０９には、０Ｖの電圧がかかるので、ポート５０８では、Ｌレベルの電圧が検知される。一方、コネクタ５０２（５０４）がコネクタ５０１（５０５）に接続されていない場合、信号線５０９には、電源電圧Ｖｃｃがかかるので、ポート５０８では、Ｈレベルの電圧が検知される。

パターン（信号線）５０９の電圧が判別され（ステップＳ１０３）、検知された電圧がＬレベルの電圧である場合、そのまま本動作が終了する。一方、検知された電圧がＨレベルである場合、制御基板５０７内の制御ＩＣ（図示せず）によってアラーム音が発生する（ステップＳ１０４）。この後、本動作が終了する。これにより、コネクタ５０２、５０４がそれぞれコネクタ５０１、５０５に接続されているか否かが確認される。

図１０は従来の他の接続検知装置の構成を示す図である。この接続検知装置では、ハーネス５０３には、接続検知信号を伝達する２つの信号線５０３ａ、５０３ｂが含まれている。負荷５０６側では、２つの信号線５０３ａ、５０３ｂに対応する、コネクタ５０５の両端子が導通している。制御基板５０７側では、図８と同様、信号線５０３ａの一端に対応する基板上のパターン５０９がポート５０８に入力されている。また、信号線５０３ｂに繋がるパターン５１９はＧＮＤに接続され（接地）されている。このように、負荷側で接続検知用信号はループバックされている。これにより、フレキシブルコネクタのように、斜め挿入の可能性があるコネクタであっても、そのコネクタ接続状態を確実に検知することができる。なお、この場合においても、接続検知動作は図８と同様の手順で行われる。

また、従来の接続検知装置として、接続されている複数のモジュールのうち、いずれか１つでも接続されていない場合、そのコネクタ接続の異常を検知する接続検知装置も知られている（特許文献１参照）。
実開平５−８４８７５号公報

しかしながら、上記従来の接続検知装置では、以下に掲げる問題があった。図８〜図１０に示す前者の接続検知装置では、コネクタ１つにつき、接続検知用信号の電圧を検知するためのポートが１つ必要であり、コネクタの数が多くなるにつれて必要なポートの数（ピン数）が多くなってしまうという問題があった。

また、特許文献１に記載の後者の接続検知装置では、いずれか１つのコネクタが未接続であるという情報が得られるものの、どのモジュールが未接続であるのかを特定することができなかった。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、１つの接続検知用信号の電圧で複数のコネクタ接続状態を同時に検知することができる接続検知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の接続検知装置は、複数の第１のコネクタが配置された第１の接続対象と、前記第１のコネクタと着脱自在な第２のコネクタが設けられた複数の中継部材と、前記第１のコネクタに前記第２のコネクタが接続された状態で前記第１の接続対象に接続される複数の第２の接続対象とを有する機器に適用され、前記第１の接続対象と前記第２の接続対象との接続状態を検知する接続検知装置であって、前記複数の中継部材にそれぞれ含まれる接続検知用信号線と直列に前記第２の接続対象毎に抵抗値の異なるプルダウン用の抵抗器を介在させ、前記接続検知用信号線の一端を第１の電位に接続するプルダウン手段と、前記接続検知用信号線の他端に対応する、前記第１のコネクタの端子に繋がる電圧検知信号線を、プルアップ用の抵抗器を介して前記第１の電位より高い第２の電位に接続するプルアップ手段と、前記電圧検知信号線の電圧を検知する電圧検知手段と、前記検知された前記電圧検知信号線の電圧に基づいて、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタの接続状態を判定する接続状態判定手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の接続検知装置は、第２の接続対象側コネクタが設けられた複数の第２の接続対象と、前記第２の接続対象側コネクタと着脱自在な中継部材側コネクタが設けられた複数の中継部材と、前記第２の接続対象側コネクタに前記中継部材側コネクタが接続された状態で前記第２の接続対象に接続される第１の接続対象とを有する機器に適用され、前記第１の接続対象と前記第２の接続対象との接続状態を検知する接続検知装置であって、前記接続検知用信号線と直列に前記第２の接続対象毎に抵抗値の異なるプルダウン用の抵抗器を介在させ、前記複数の中継部材にそれぞれ含まれる接続検知用信号線の一端に対応する、前記第２の接続対象側コネクタの端子に繋がる低電位信号線を第１の電位に接続するプルダウン手段と、前記接続検知用信号線の他端に繋がる電圧検知信号線を、プルアップ用の抵抗器を介して第２の電位に接続するプルアップ手段と、前記電圧検知信号線の電圧を検知する電圧検知手段と、前記検知された前記電圧検知信号線の電圧に基づいて、前記第２の接続対象側コネクタと前記中継部材側コネクタの接続状態を判定する接続状態判定手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の接続検知装置は、複数の第１のコネクタが配置された第１の接続対象と、第３のコネクタが設けられた複数の第２の接続対象と、前記第１のコネクタと着脱自在な第２のコネクタ、および前記第３のコネクタと着脱自在な第４のコネクタが設けられた複数の中継部材とを有し、前記第１のコネクタに前記第２のコネクタが接続され、かつ前記第３のコネクタに前記第４のコネクタが接続された状態で前記第２の接続対象が前記第１の接続対象に接続される機器に適用され、前記第１の接続対象と前記第２の接続対象との接続状態を検知する接続検知装置であって、前記接続検知用信号と直列に前記第２の接続対象毎に抵抗値の異なるプルダウン用の抵抗器を介在させ、前記複数の中継部材にそれぞれ含まれる接続検知用信号線の一端に対応する、前記第３のコネクタの端子に繋がる低電位信号線を第１の電位に接続するプルダウン手段と、前記接続検知用信号線の他端に対応する、前記第１のコネクタの端子に繋がる電圧検知信号線を、プルアップ用の抵抗器を介して第２の電位に接続するプルアップ手段と、前記電圧検知信号線の電圧を検知する電圧検知手段と、前記検知された前記電圧検知信号線の電圧に基づいて、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタの接続状態、および前記第３のコネクタと前記第４のコネクタの接続状態を判定する接続状態判定手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る接続検知装置では、複数の中継部材にそれぞれ含まれる接続検知用信号線と直列に第２の接続対象毎に抵抗値の異なるプルダウン用の抵抗器を介在させ、接続検知用信号線の一端を第１の電位に接続しておく。また、接続検知用信号線の他端に対応する、第１のコネクタの端子に繋がる電圧検知信号線を、プルアップ用の抵抗器を介して第２の電位に接続しておく。そして、電圧検知信号線の電圧を検知し、この検知された電圧検知信号線の電圧に基づいて、第１のコネクタと第２のコネクタの接続状態を判定する。これにより、１つの接続検知用信号の電圧で複数のコネクタ接続状態を同時に検知することができる。このように、第１の制御対象に配置された複数の第１のコネクタと複数の中継部材に設けられた第２のコネクタとの各コネクタ接続状態を検知することができる。

請求項２に係る接続検知装置では、接続検知用信号線と直列にプルダウン用の抵抗器を介在させ、複数の中継部材にそれぞれ含まれる接続検知用信号線の一端に対応する、第２の接続対象側コネクタの端子に繋がる低電位信号線を第１の電位に接続しておく。また、接続検知用信号線の他端に繋がる電圧検知信号線を、プルアップ用の抵抗器を介して第２の電位に接続しておく。そして、電圧検知信号線の電圧を検知し、この検知された電圧検知信号線の電圧に基づいて、第２の接続対象側コネクタと中継部材側コネクタの接続状態を判定する。これにより、複数の第２の制御対象に設けられた第２の接続対象側コネクタと複数の中継部材に設けられた中継部材側コネクタとの各コネクタ接続状態を検知することができる。

請求項３に係る接続検知装置では、接続検知用信号線と直列にプルダウン用の抵抗器を介在させ、複数の中継部材にそれぞれ含まれる接続検知用信号線の一端に対応する、第３のコネクタの端子に繋がる低電位信号線を、第１の電位に接続しておく。また、接続検知用信号線の他端に対応する、第１のコネクタの端子に繋がる電圧検知信号線を、プルアップ用の抵抗器を介して第２の電位に接続しておく。そして、接続検知装置内の電圧検知手段が前記電圧検知信号線の電圧を検知し、この検知された電圧検知信号線の電圧に基づいて、第１のコネクタと第２のコネクタの接続状態、および第３のコネクタと第４のコネクタの接続状態を判定する。これにより、第１の制御対象に配置された複数の第１のコネクタと複数の中継部材に設けられた第２のコネクタとのコネクタ接続状態を検知することができる。さらに、複数の第２の制御対象に設けられた第３のコネクタと複数の中継部材に設けられた第４のコネクタとのコネクタ接続状態を検知することができる。

請求項４に係る接続検知装置によれば、第１の制御対象と一体化して簡易な構成にすることができる。請求項５に係る接続検知装置によれば、第１の制御対象に電源が供給されていない状態であっても、コネクタ接続状態を検知することができる。請求項６に係る接続検知装置によれば、画像形成装置における交換部品を接続する際の作業性を向上できる。

本発明の接続検知装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態の接続検知装置は画像形成装置内に適用される。

［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態における接続検知装置の回路構成を示す図である。接続検知装置は、画像形成装置内の制御部に搭載され、画像形成装置（機器に相当）を制御する制御基板１とこれに接続される複数の負荷（小基板７０等）との間のコネクタ接続（装着）状態を検知する。制御基板１には、アナログ信号を入力するＡ／Ｄポート１９を有するＣＰＵ１７が実装されている。また、制御基板１（第１の接続対象に相当）には、ＣＰＵ１７に接続されたＲＯＭ１５およびアラーム出力部１６が実装されている。ＲＯＭ１５には、後述する検知動作プログラムおよびコネクタ接続状態判別テーブルが格納されている。アラーム出力部１６は、ＣＰＵ１７からの指示に従って、アラーム音を発生させる。

また、制御基板１には、制御対象である複数の負荷（第２の接続対象に相当）をそれぞれ接続するための複数のコネクタ３〜７が実装（配置）されている。制御基板１および各負荷は、それぞれ中継部材としての複数の電線（信号線）からなる束線（ハーネス）２５、３５、４５、５５、６５、７５によって接続されている。例えば、制御基板１と負荷２０の場合、束線２５の一方の端部には、制御基板１内のコネクタ３に嵌合されるタイプの電線用コネクタ２６が設けられ、他方の端部には、負荷２０に実装されたコネクタ２３に嵌合されるタイプの電線用コネクタ２７が設けられている。また、束線２５の中には、接続検知用信号線２５ａが含まれている。その他の負荷と制御基板の場合も同様に構成されている。

ここで、制御対象である負荷としては、センサ、モータ、ＣＬ（容量負荷）、ＳＬ（ソレノイド）等の部品が挙げられる。その他、基板が分散して設けられている場合、制御基板１以外の小基板７０の他、装置やシステムの用途や目的に応じた様々な基板、例えば、後述するように、画像形成装置のトナーボトルのセットを検知するための基板が挙げられる。

また、各負荷に接続される束線に含まれる接続検知用信号線と直列に接続されるようにプルダウン用の抵抗器がそれぞれ設けられている。プルダウン抵抗器は負荷毎に異なる抵抗値を有する。具体的に、負荷２０の場合、束線２５に含まれる接続検知用信号線２５ａには、電線用コネクタ２６の端子に繋がる制御基板１内の抵抗器Ｒ７が直列に接続されている（介在している）。接続検知用信号線２５ａに対応する、負荷２０に実装されたコネクタ２３の端子に繋がる信号線（低電位信号線）２０ａはグラウンドに接続（接地）されている。負荷３０、４０の場合も同様であり、束線３５、４５に含まれる各接続検知用信号線３５ａ、４５ａには、各電線用コネクタの端子に繋がる制御基板１内の抵抗器Ｒ６、Ｒ５が接続されている。

なお、抵抗器の実装箇所は、制御基板側でなくても、制御対象である負荷側であってもよい。負荷５０の場合、負荷５０内の抵抗器Ｒ４が束線５５に含まれる接続検知用信号線５５ａとＧＮＤ（グラウンド）との間に設けられている。負荷８０の場合、負荷８０と小基板７０との間、および小基板７０と制御基板１との間にそれぞれ束線８５、７５が設けられている。負荷８０内の抵抗器Ｒ２が束線８５に含まれる接続検知用信号線８５ａとＧＮＤとの間に設けられている。このように、負荷内に抵抗器を設ける例として、例えば、接続検知装置がＤＣブラシレスモータの制御基板に実装される場合が挙げられる。また、負荷である小基板７０に実装され、負荷９０用の束線９５が接続されるコネクタ７４の前に、抵抗器Ｒ１が介在するようにしてもよい。

負荷６０の場合、束線６５に含まれる接続検知用信号線６５ａをループバックさせ、束線６５に含まれる戻り側の接続検知用信号線６５ｂと制御基板１内のＧＮＤとの間に抵抗器Ｒ３が設けられている。なお、ループバックさせる場合、制御基板１側では無く、負荷６０側に抵抗器を介在させてもよい。

また、各接続検知用信号線２５ａ、３５ａ、４５ａ、５５ａ、６５ａ、７５ａがそれぞれコネクタ３、４、５、６、７の端子を介して繋がる制御基板１内の信号線１２は、プルアップ用の抵抗器ｒを介してプルアップ用の電源１８に接続されている。また、電圧検知信号線としての信号線１２の検知電圧Ｖｄｅｔは、ＣＰＵ１７のＡ／Ｄポート１９に入力される。Ａ／Ｄポート１９はＡ／Ｄ変換器を内蔵しており、入力したアナログ値をデジタル値に変換して出力する。ＣＰＵ１７は、出力された検知電圧Ｖｄｅｔのデジタル値を基にコネクタ接続状態を判定する。

このように、抵抗器の実装の仕方は様々考えられるが、これらの抵抗器が接続されている信号線を含む回路構成は簡単に表される。図２は図１の接続検知装置の回路構成を簡単に表した図である。この回路構成では、抵抗器Ｒ１〜Ｒ７が並列に接続された信号線１２は、プルアップ用の抵抗器ｒで電源１８に接続（プルアップ）されており、ＣＰＵ１７のＡ／Ｄポート１９に入力される検出回路が実現される。なお、本実施形態では、プルダウン用の抵抗器Ｒ１〜Ｒ７が示されているが、抵抗器の数は特に限定されない。

上記構成を有する接続検知装置の検出動作を具体的に説明する。ここでは、説明を簡単にするために、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が信号線１２に接続されるものとする。電源１８の電圧をＶｃｃとすると、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が全て接続されていた場合、Ａ／Ｄポート１９に現れる電圧Ｖｄｅｔは、数式（１）で表される。

Ｖｄｅｔ＝Ｒ１×Ｒ２×Ｒ３×Ｖｃｃ／｛Ｒ１×Ｒ２×Ｒ３＋ｒ（Ｒ１×Ｒ２＋Ｒ２×Ｒ３＋Ｒ１×Ｒ３）｝ …… （１）
また、抵抗器Ｒ１、Ｒ２が接続され、抵抗器Ｒ３が接続されていない場合、Ａ／Ｄポート１９に現れる電圧Ｖｄｅｔは、数式（２）で表される。

Ｖｄｅｔ＝Ｒ１×Ｒ２×Ｖｃｃ／｛Ｒ１×Ｒ２＋ｒ（Ｒ１＋Ｒ２）｝……（２）
なお、抵抗器Ｒ１だけ接続されていない場合、あるいは抵抗器Ｒ２だけ接続されていない場合、抵抗器の値を変更するだけで、Ａ／Ｄポート１９に現れる電圧Ｖｄｅｔは、数式（２）と同様の式で求められる。

また、抵抗器Ｒ１のみが接続されており、抵抗器Ｒ２、Ｒ３が接続されていない場合、Ａ／Ｄポート１９に現れる電圧Ｖｄｅｔは、数式（３）で表される。

Ｖｄｅｔ＝Ｒ１×Ｖｃｃ／（Ｒ１＋ｒ） …… （３）
なお、抵抗器Ｒ２のみ接続されている場合、あるいは抵抗器Ｒ３のみが接続されている場合、抵抗器の値を変更するだけで、Ａ／Ｄポート１９に現れる電圧Ｖｄｅｔは、数式（３）と同様の式で求められる。

また、全ての抵抗器が接続されていない場合、Ｖｄｅｔ＝Ｖｃｃである。また、少なくとも１つの接続検知用信号線がＧＮＤとショート（短絡）している場合、Ｖｃｃ＝０Ｖである。

Ａ／Ｄポート１９は、入力した電圧Ｖｄｅｔを２５６ビットの分解能でアナログデジタル変換を行い、デジタル値を出力する。ＣＰＵ１７は、このデジタル値を元にＲＯＭ１５に記憶されたコネクタ接続状態判別テーブルを参照し、各コネクタ接続状態を検知する。

図３はＲＯＭ１５に記憶されたコネクタ接続状態判別テーブルを示す対応表である。図３に示すコネクタ接続状態判別テーブルには、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に対するコネクタ接続状態が示されており、その他の抵抗器については省略されている。具体的に、コネクタ接続状態判別テーブルには、接続コネクタ、検知電圧ＶｄｅｔおよびＡ／Ｄ変換値からなる各値が対応関係で示されている。ここで、Ｒ１＝１０ｋΩ、Ｒ２＝２０ｋΩ、Ｒ３＝３０ｋΩ、ｒ＝１０ｋΩである。

例えば、Ａ／Ｄポート１９で検出された検知電圧Ｖｄｅｔのデジタル値が「１３９」である場合、抵抗器Ｒ１が割り当てられている負荷が未接続だということになる。このコネクタ接続状態が検知されると、ＣＰＵ１７はアラーム出力部１６を用いてアラーム音を発生させ、ユーザに通知する。従って、ユーザは、コネクタが未接続であることを即座に知ることができる。なお、このとき、発生するアラーム音（音声）のリズムやメロディ等の音声パターンを、未接続であるコネクタの種類や組み合わせ、即ち、検出されたデジタル値に応じて変更しておくことで、ユーザはどのコネクタが未接続であるかを即座に知ることができる。

図４は接続検知動作手順を示すフローチャートである。この処理プログラムはＲＯＭ１５に格納されており、電源電圧Ｖｃｃが投入されると、ＣＰＵ１７によって実行される。まず、ＣＰＵ１７は、Ａ／Ｄポート１９の入力ピンに入力された検知電圧Ｖｄｅｔを検出する（ステップＳ１）。ＣＰＵ１７は、検出された検知電圧Ｖｄｅｔに基づいてコネクタ接続状態判別テーブルを参照する（ステップＳ２）。参照の結果、ＣＰＵ１７は、未接続コネクタの有無を判別する（ステップＳ３）（接続状態判定手段）。

未接続コネクタが無かった場合、ＣＰＵ１７は本検知動作を終了する。一方、未接続コネクタが有った場合、ＣＰＵ１７は、その未接続コネクタを特定し（ステップＳ４）、それに対応する音声パターンでアラーム音を発生させる（ステップＳ５）。この後、ＣＰＵ１７は本検知動作を終了する。

なお、ＣＰＵ１７に表示器を接続し、デジタル値と未接続の負荷との関係をＲＯＭ１５に記憶しておき、検出したデジタル値に応じてどの負荷が未接続であるかを表示器に表示させても良い。

このように、第１の実施形態の接続検知装置によれば、１つのポートで複数のコネクタ接続状態を同時に検知することができる。従って、コネクタ未接続による生産ラインでの手戻りを減少させ、歩留まりを向上させることができる。また、接続ミスによるエラーを減少させることができる。これにより、生産ラインの効率アップに繋がる。また、１つのポートで複数のコネクタ接続状態が検知可能であるので、基板上のパターン形成が容易となり、さらに、検知に必要なポートの数を削減することができ、コストダウンに繋がる。

なお、上記実施形態では、制御基板側および負荷側の両方でコネクタ接続が行われたが、一方の側だけコネクタ接続とし、他方の制御基板側あるいは負荷側に接続される束線（ハーネス）の端部は直付けされてもよい。このことは以後の実施形態においても同様である。

［第２の実施形態］
前記第１の実施形態では、接続検知装置は制御基板に実装されたＣＰＵおよびその周辺部品から主に構成されたが、第２の実施形態では、接続検知装置は、制御基板とは独立した電源を有するチェッカ装置から主に構成される。このチェッカ装置は、ある製品（ここでは、画像形成装置）を製造する工場内で検査として使用される。

図５は第２の実施形態における接続検知装置の回路構成を示す図である。前記第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付すことによりその説明を省略する。制御基板１には、ＣＰＵが実装されておらず、その代わりにチェッカ用コネクタ１０５が実装されている。チェッカ用コネクタ１０５には、チェッカ装置１２０から引き出された結線（ハーネス）１０８の電線用コネクタ１０８ａが接続されている。

チェッカ装置１２０は、接続検知用信号線１２１が入力される検出部１２５、および信号線１２１がプルアップ用抵抗器ｒ１を介して接続された電源１２３を有する。検出部１２５は、前記第１の実施形態のＣＰＵ１７、ＲＯＭ１５およびアラーム出力部１６と同様の機能を有するＣＰＵ１１７、ＲＯＭ１１５およびアラーム出力部１１６の他、表示部１１４を内蔵する。ＣＰＵ１１７には、前記第１の実施形態と同様、Ａ／Ｄポート１１９が設けられている。ＲＯＭ１１５には、前記第１の実施形態と同様、コネクタ接続状態判別テーブルが格納されている。表示部１１４は、コネクタ接続状態の判定結果に応じて、コネクタ毎の接続／未接続を表示する。

上記構成を有する接続検知装置では、電線用コネクタ１０８ａをチェッカ用コネクタ１０５に接続することで、チェッカ装置１２０内の信号線１２１、結線１０８に含まれる接続検知用信号線１１８および制御基板１に形成された信号線１２が導通する。従って、接続検知用信号の信号線１２１がプルアップ用の抵抗ｒ１を介して電源１２３に接続された状態では、前記第１の実施形態の接続検知動作と同様、Ａ／Ｄポート１１９に検知電圧Ｖｄｅｔが入力される。

各コネクタ接続状態が検知されると、ＣＰＵ１１７はアラーム出力部１１６を用いてアラーム音を発生させると同時に、表示部１１４に各コネクタ接続状態を表示する。ユーザは、アラーム音および画面表示から、いずれのコネクタが未接続であることを即座に知ることができる。

このように、第２の実施形態の接続検知装置では、チェッカ装置側の独立電源を利用するので、接続検知対象や制御基板に電源が供給されていない状態であっても、コネクタ接続状態を検知することができる。つまり、制御基板等が搭載された画像形成装置の電源がＯＦＦの状態であっても、コネクタ接続状態の検知が可能である。また、Ａ／Ｄ変換の検出精度を上げるために、製品の電源状態を考慮に入れる必要がなく、自由に電源を変更することができる。

［第３の実施形態］
図６は第３の実施形態における接続検知装置の回路構成を示す図である。画像形成装置は、トナーを収納した複数のトナーボトルを有し、トナーボトルを交換することでトナーを補給する。接続検知装置は、画像形成装置内の制御部に搭載され、画像形成装置を制御する制御基板２０１とこれに接続される２つのトナーボトル２４０、２５０との間のコネクタ接続状態を検知する。

制御基板２０１とトナーボトル２４０、および制御基板２０１とトナーボトル２５０は、それぞれ結線（ハーネス）２４５、２５５を介して接続される。具体的に、制御基板２０１には、２つのトナーボトル２４０、２５０用のコネクタ２１３、２１４が実装されている。コネクタ２１３は、結線２４５の一端部に設けられた電線用コネクタ２４６と着脱自在である。また、結線２４５の他端部に設けられたオス型電線用コネクタ２４７は、トナーボトル２４０に設けられたメス型コネクタ２４８と着脱自在である。同様に、コネクタ２１４は、結線２５５の一端部に設けられた電線用コネクタ２５６と着脱自在である。また、結線２５５の他端部に設けられたオス型電線用コネクタ２５７は、トナーボトル２５０に設けられたメス型コネクタ２５８と着脱自在である。

また、結線２４５には、一対の接続検知用信号線２４５ａ、２４５ｂが含まれている。接続検知用信号線２４５ａの一端部は、コネクタ２１３に電線用コネクタ２４６が装着された状態で、制御基板２０１内のポート２１９に入力される信号線２２５に接続される。また、接続検知用信号線２４５ａの他端部は電線用コネクタ２４７のピン２４７ａに接続されている。また、接続検知用信号線２４５ｂの一端部は、コネクタ２１３に電線用コネクタ２４６が装着された状態で、プルダウン用の抵抗器Ｒ１２を介して制御基板２０１内のＧＮＤに接続される。また、接続検知用信号線２４５ｂの他端部は電線用コネクタ２４７のピン２４７ｂに接続されている。

メス型コネクタ２４８では、ピン２４７ａ、２４７ｂがそれぞれ挿し込まれる。ピンソケット２４８ａ、２４８ｂは短絡されている。なお、図６では、電線用コネクタ２４７はメス型コネクタ２４８から外れた状態が示されている。

同様に、コネクタ２１４は、結線２５５の一端部に設けられた電線用コネクタ２５６と着脱自在である。また、結線２５５の他端部に設けられたオス型電線用コネクタ２５７は、トナーボトル２５０に設けられたメス型コネクタ２５８と着脱自在である。

また、結線２５５には、一対の接続検知用信号線２５５ａ、２５５ｂが含まれている。接続検知用信号線２５５ａの一端部は、コネクタ２１４に電線用コネクタ２５６が装着された状態で、制御基板２０１内のポート２１９に入力される信号線２２５に接続される。また、接続検知用信号線２５５ａの他端部は電線用コネクタ２５７のピン２５７ａに接続されている。また、接続検知用信号線２５５ｂの一端部は、コネクタ２１４に電線用コネクタ２５６が装着された状態で、抵抗器Ｒ１２と異なる抵抗値を有するプルダウン用の抵抗器Ｒ１３を介して制御基板２０１内のＧＮＤに接続される。また、接続検知用信号線２５５ｂの他端部は電線用コネクタ２５７のピン２５７ｂに接続されている。

メス型コネクタ２５８では、ピン２５７ａ、２５７ｂがそれぞれ挿し込まれるピンソケット２５８ａ、２５８ｂは短絡されている。なお、図６では、電線用コネクタ２５７はメス型コネクタ２５８に装着された状態が示されている。

また、制御基板２０１には、信号線２２５が入力されるＡ／Ｄポート２１９を有するＣＰＵ（図示せず）が実装されている。また、制御基板１には、ＣＰＵの他、前記第１の実施形態と同様、ＣＰＵに接続されたＲＯＭおよびアラーム出力部が実装されているが、図６では省略されている。信号線２２５は、プルアップ用の抵抗器ｒ２を介して電源に接続されている。

上記構成を有する接続検知装置は、前記第１の実施形態と同様の接続検知動作を行うことで、トナーボトル２４０、２５０のコネクタ接続の有無を検知可能である。また、接続検知用信号をループバックさせる機能を持たせ、抵抗器Ｒ１２および抵抗器Ｒ１３を異なる抵抗値に設定することで、どこにトナーボトルがセットされている（あるいはセットされていない）かを容易に判断することができる。従って、画像形成装置における交換部品であるトナーボトルを接続する際の作業性を向上できる。また、制御基板側に抵抗器を設けることで、トナーボトルの構造を簡単なものにすることができる。

なお、複数のトナーボトルがほぼ同じ形状をしている場合、トナーボトルのセットミスを発生させるおそれがある。このような場合、制御基板側にプルダウン用の抵抗器を持たせるのではなく、トナーボトル側にそれぞれ異なる抵抗値を有するプルダウン用の抵抗器を持たせることで、セットミスの発生を検知することも可能である。図７は画像形成装置内の制御部に搭載された他の接続検知装置の回路構成を示す図である。図６と同一の構成要素には、同一の符号が付されている。図７では、制御基板２０１側では、接続検知用信号線２４５ｂの一端部は、抵抗器を介することなく、ＧＮＤに短絡されている。同様に、接続検知用信号線２５５ｂの一端部は、抵抗器を介することなく、ＧＮＤに短絡されている。

また、メス型コネクタ２４８では、ピン２４７ａ、２４７ｂがそれぞれ挿し込まれるピンソケット２４８ａ、２４８ｂは、抵抗器Ｒ１０を介して接続されている。メス型コネクタ２５８では、ピン２５７ａ、２５７ｂがそれぞれ挿し込まれるピンソケット２５８ａ、２５８ｂは、抵抗器Ｒ１０と異なる抵抗値を有する抵抗器Ｒ１１を介して接続されている。

従って、例えば、工場内の製造工程で、トナーボトルを順番にコネクタにセットしていく場合、コネクタに接続されたトナーボトルの抵抗値に応じた検知電圧Ｖｄｅｔを検出することで、コネクタに正しいトナーボトルが接続されているかを容易に判断可能である。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。

例えば、図６、図７に示す接続検知装置の構成は、トナーボトルに限らず、画像形成装置が複数の画像形成部を有し、各プロセスカートリッジの接続状態を判別する際にも、同様に適用可能である。

また、負荷と制御基板との間の接続は、必ずしも電線を用いた接続である必要はなく、接続用信号線に相当する導線が設けられた板ばね、コイルばね等を用いた接続であってもよく、本発明は同様に適用可能である。

また、上記実施形態では、制御基板および結線（電線）間のコネクタ接続状態、および結線および負荷間のコネクタ接続状態の両方が判定可能であるが、結線が制御基板に直付けされている場合、結線および負荷間のコネクタ接続状態だけが判定可能である。また、結線が負荷に直付けされている場合、制御基板および結線間のコネクタ接続状態だけが判定可能である。

また、上記実施形態では、電源とＧＮＤとの間で分圧された検出電圧からコネクタ接続状態を判定したが、これらの中間である第１の電位と第１の電圧より高い第２の電位との間で分圧された検知電圧から、コネクタ接続状態を判定するようにしてもよい。また、第１の電位としてのマイナス電源と第２の電位としてのプラス電源との間で分圧された検知電圧から、コネクタ接続状態を判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、画像形成装置における消耗品を収納するカートリッジとして、トナーボトルを例示したが、本発明の接続検知装置は、このようなトナーボトルや前述したプロセスカートリッジに限らず、負荷として、種々のものに適用可能である。

また、本発明の接続検知装置は、画像形成装置に限らず、種々の機器に適用可能である

第１の実施形態における接続検知装置の回路構成を示す図である。 図１の接続検知装置の回路構成を簡単に表した図である。 ＲＯＭ１５に記憶されたコネクタ接続状態判別テーブルを示す対応表である。 接続検知動作手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態における接続検知装置の回路構成を示す図である。 第３の実施形態における接続検知装置の回路構成を示す図である。 画像形成装置内の制御部に搭載された他の接続検知装置の回路構成を示す図である。 従来の接続検知装置の構成を示す図である。 接続検知動作手順を示すフローチャートである。 従来の他の接続検知装置の構成を示す図である。

符号の説明

１ 制御基板
３ コネクタ
１２ 信号線
１５ ＲＯＭ
１７ ＣＰＵ
１８ 電源
１９ Ａ／Ｄポート
２０ 負荷
２５ 束線（ハーネス）
２５ａ 接続検知用信号線
１２０ チェッカ装置
２４０ トナーボトル
Ｒ１〜Ｒ７ プルダウン用の抵抗器
ｒ、ｒ１、ｒ２ プルアップ用の抵抗器

Claims (6)

1. 複数の第１のコネクタが配置された第１の接続対象と、前記第１のコネクタと着脱自在な第２のコネクタが設けられた複数の中継部材と、前記第１のコネクタに前記第２のコネクタが接続された状態で前記第１の接続対象に接続される複数の第２の接続対象とを有する機器に適用され、前記第１の接続対象と前記第２の接続対象との接続状態を検知する接続検知装置であって、
   前記複数の中継部材にそれぞれ含まれる接続検知用信号線と直列に前記第２の接続対象毎に抵抗値の異なるプルダウン用の抵抗器を介在させ、前記接続検知用信号線の一端を第１の電位に接続するプルダウン手段と、
   前記接続検知用信号線の他端に対応する、前記第１のコネクタの端子に繋がる電圧検知信号線を、プルアップ用の抵抗器を介して前記第１の電位より高い第２の電位に接続するプルアップ手段と、
   前記電圧検知信号線の電圧を検知する電圧検知手段と、
   前記検知された前記電圧検知信号線の電圧に基づいて、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタの接続状態を判定する接続状態判定手段とを備えたことを特徴とする接続検知装置。
2. 第２の接続対象側コネクタが設けられた複数の第２の接続対象と、前記第２の接続対象側コネクタと着脱自在な中継部材側コネクタが設けられた複数の中継部材と、前記第２の接続対象側コネクタに前記中継部材側コネクタが接続された状態で前記第２の接続対象に接続される第１の接続対象とを有する機器に適用され、前記第１の接続対象と前記第２の接続対象との接続状態を検知する接続検知装置であって、
   前記接続検知用信号線と直列に前記第２の接続対象毎に抵抗値の異なるプルダウン用の抵抗器を介在させ、前記複数の中継部材にそれぞれ含まれる接続検知用信号線の一端に対応する、前記第２の接続対象側コネクタの端子に繋がる低電位信号線を第１の電位に接続するプルダウン手段と、
   前記接続検知用信号線の他端に繋がる電圧検知信号線を、プルアップ用の抵抗器を介して第２の電位に接続するプルアップ手段と、
   前記電圧検知信号線の電圧を検知する電圧検知手段と、
   前記検知された前記電圧検知信号線の電圧に基づいて、前記第２の接続対象側コネクタと前記中継部材側コネクタの接続状態を判定する接続状態判定手段とを備えたことを特徴とする接続検知装置。
3. 複数の第１のコネクタが配置された第１の接続対象と、第３のコネクタが設けられた複数の第２の接続対象と、前記第１のコネクタと着脱自在な第２のコネクタ、および前記第３のコネクタと着脱自在な第４のコネクタが設けられた複数の中継部材とを有し、前記第１のコネクタに前記第２のコネクタが接続され、かつ前記第３のコネクタに前記第４のコネクタが接続された状態で前記第２の接続対象が前記第１の接続対象に接続される機器に適用され、前記第１の接続対象と前記第２の接続対象との接続状態を検知する接続検知装置であって、
   前記接続検知用信号と直列に前記第２の接続対象毎に抵抗値の異なるプルダウン用の抵抗器を介在させ、前記複数の中継部材にそれぞれ含まれる接続検知用信号線の一端に対応する、前記第３のコネクタの端子に繋がる低電位信号線を第１の電位に接続するプルダウン手段と、
   前記接続検知用信号線の他端に対応する、前記第１のコネクタの端子に繋がる電圧検知信号線を、プルアップ用の抵抗器を介して第２の電位に接続するプルアップ手段と、
   前記電圧検知信号線の電圧を検知する電圧検知手段と、
   前記検知された前記電圧検知信号線の電圧に基づいて、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタの接続状態、および前記第３のコネクタと前記第４のコネクタの接続状態を判定する接続状態判定手段とを備えたことを特徴とする接続検知装置。
4. 前記プルアップ手段、前記電圧検知手段および前記接続状態判定手段は、前記第１の接続対象に搭載されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接続検知装置。
5. 前記プルアップ手段、前記電圧検知手段および前記接続状態判定手段は、前記第１の接続対象とは別の電源を有する検査装置に搭載されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接続検知装置。
6. 前記機器は画像形成装置であり、前記複数の第２の接続対象のうち少なくとも１つは前記画像形成装置における消耗品を収納するカートリッジであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の接続検知装置。

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